Élettani testfolyadékok és vesefunkciót
13.2. EVOLUTION ozmoregulációban
A legtöbb metazoa kialakítva kiválasztó szervek, hogy eltávolítsuk a felesleges folyadékot, az egyes ionok, végtermékei metabolizmus. A poykiloosmoticheskih állat kiválasztó szervek képtelenek ozmoregulációban, így ha változtatni ozmolaiitásának a külső közeg ozmotikus nyomása a vérben és az extracelluláris folyadékok változik. Mivel a sejtek plazmamembránján permeábilis a víz, egy változás a sejt térfogata.
Változó sejttérfogat hátrányosan befolyásolja azok funkcióját, ezért kifejlesztett számos olyan mechanizmust, hogy megakadályozza ezt a folyamatot. Azáltal ozmolalitásának növelése tengervíz, majd a testfolyadékból sejtek összezsugorodnak abban megkezdődik az, hogy növeljék a koncentrációját aminosavak, ionok Na + és Cl -. az extracelluláris közeg víz, és helyreállítja az eredeti térfogat. Az ellenkező minta figyelhető mellett csökkent ozmolalitás tengervízben (például sótalanítás), ebben az esetben, sejt-duzzadás lép fel. A citoplazmájukban aminosavak koncentrációja csökken, a szivattyú eltávolítja a felesleges nátrium-ionokat Na +. úgy, hogy az eredeti térfogatának a cella helyreáll.
Gomoyoosmoticheskie állatok lehet egy minimális ozmózisos nyomása a vér, mint a környező vizes közegben (például lamprey és csontos halak a tengervíz) vagy nagyobb (az összes édesvízi organizmusok és porcos halak tengervíz). A fiziológiai mechanizmusa hipoozmotikus szabályozás kényelmes vizsgálni példáját tengeri csontos halak. A tengeren, elvesztik vizet integumentumban, különösen a kopoltyú felszíni és víztelenített. A vízveszteség a ozmotikus gradiens lép fel, mivel tengervízben van egy nagyobb ozmotikus nyomású, mint a vér és egyéb folyadékok a halakban. Ahhoz, hogy visszaszerezze vízhiány hal ital tengervíz, ez szívja együtt sói Na + és K + a vér a kopoltyúk klorid különleges sejtek, amelyek eltávolítják a vérből a tengeri sós víz víz nélkül Na +, mint hozzájárulnak sótalanító folyadékok belső környezet. Rész Ca 2+ és Mg 2+ sókat eltávolítjuk a vese és a belek.
Hasonlóképpen rendezett sótalanító berendezés vér és más gerincesek élő a tengerben. Ebben ingolákból ellátni ezt a funkciót a sejtekben a kopoltyúk tengeri hüllők és tengeri madarak voltak speciális só mirigyek termelő a titkot, hogy a koncentráció a Na + többszöröse, mint a vérplazmában, és így sótalanítására a vér.
Hiperozmotikus rendelet, t. E. Az a képesség, hogy fenntartsák a magasabb koncentrációjú ozmotikusan aktív anyagok a vérben, mint a környezetben, természetes velejárója a édesvízi, a szárazföldi és tengeri élőlények porcos halak. Az édesvízi állatok részben szorbeálódik sók a külső környezet specializált sejtek a bordákat vagy kültakaró testrész származik az élelmiszer, és a felesleges vizet eltávolítottuk, a vese. A szárazföldi szervezetekre, hogy szükség van a víz és a sók teljes mértékben biztosított az élelmiszer-és vízfogyasztás.
A szokatlan rendszer ozmoregulációban alakult porcos halak és egyes kétéltűek. Mintegy 300 millió. Évekkel ezelőtt a devon időszakban, az ősei ezek a halak vándorolnak a folyók a tengerbe. A vérplazma-koncentráció maradt kevesebb Na +. mint tengervíz, és ozmotikus nyomás a vér, másrészt, ez volt felette. Ez okozza felhalmozódása a vérben óriási mennyiségű karbamid és trimetil-oxidot tartalmaz. Mivel a nagy ozmolalitás a vér, a mozgásának feltételeit a víz a szervezetben a hal át a kopoltyúk és a fátyol az ozmotikus gradiens a tengervíz. Amikor a test cápák és sugarai túlzott mennyiségű sóoldatot eltávolítjuk az utolsó mirigy nátriumsók légcsatorna, amely megnyitja a hátsó szakasztól kishechnika- mirigy úgynevezett rektális.
Azonban, a kiválasztást a nátrium és a klór rektális mirigy nem nyújt ozmoreguláció a porcoshalak (ENSZ Élelmezési és Mezőgazdasági hal). Alapvető, hogy van egy fiziológiai uremia. Karbamid használata porcos halak és békák, hogy élnek a parti vizekben annak a ténynek köszönhető, hogy ez a termék az feleslegben a szervezetben, nem toxikus, erősen ozmotikus membrán a legtöbb sejt számára szabadon átjárható ez, amely lehetővé teszi a karbamid, hogy behatoljon a sejtekbe. Így, a karbamid nem változtatja a térfogatát intracelluláris folyadékban, mivel a koncentráció azonos mindkét oldalán a plazmamembrán. Ugyanakkor a felhalmozódása a karbamid a vérben és a sejtek növekedéséhez vezet a saját ozmózisnyomást viszonyított tengervíz, és a víz belép a test révén a kültakaró az ozmotikus gradiens.
A gerincesek és gerinctelenek érintett szervek fenntartásában állandóságát a készítmény, és a térfogatot a belső környezet igen változatos folyadékok (nephridia, vese-, prosztata- só, a kopoltyú, verejtékmirigyek, stb). A meglévő adatok lehetővé teszik számunkra, hogy elképzelni egy hipotetikus rendszer lehetséges fejlődését a kiválasztó szervek sejteket.
Ábra. 13.1 Elhelyezkedés ioncsatornák és ion-szivattyúk a szimmetrikus (eritrocita) (A) és az aszimmetrikus (nephron) (B) sejtjei
1 - ion szivattyú 2 - ioncsatorna 3 - mitokondrium, 4 - bazolaterális plazmamembrán, 5 - luminális plazmamembrán, 6 - intercelluláris kapcsolatok zóna 7 - tubulus lumen, 8 - intercelluláris tér.
Az elsődleges eukarióta sejtek, amelyekből végül bekövetkezett többsejtű szervezetek kétségtelenül által támogatott más ionos összetétele, mint a óceáni környezetben. A sejteket a modern tengeri gerinctelen és gerinces (emlősök, a legegyszerűbb, hogy) van koncentrációja a nátrium, kálium és más ionok, amely eltér a környezetüket. Szerint jelen nézetek, a sejtek plazmamembránján működő konkrét egyedi ioncsatornák, amelyen keresztül ionok tud belépni a sejtbe elektrokémiai potenciálgradiens, és ion-szivattyúk, amellyel a felesleges ionok eltávolítjuk a sejt elleni elektrokémiai grádiens. A plazma-membránok a legtöbb sejt alternatív nátrium csatorna, és a nátrium-szivattyú (ábra 13.1.); funkciójukat, és amely állandó ionos összetétele intracelluláris folyadék.
Azonban ebben a szakaszban az evolúció, amikor ott volt egy sejtek differenciálódását soksejtű élőlények, a megjelenése a kiválasztó szervek elkerülhetetlen volt köszönhető, hogy a változás a szerkezete és funkciója a sejtek, amelyek elvégzésére egy új funkció: hogy ne csak a stabilitást a készítmény saját intracelluláris folyadék, hanem a felelős az állandóságát ion összetétele testfolyadékok. Ez vezetett a kialakulását az ilyen sejtek képesek irányítani szállítása ionok - a belső környezet a test, vagy a külső környezet, más szóval, adszorpciós vagy ion szekréció.
Volt funkcionálisan aszimmetrikus sejt, amelybe keresztül egyik membránok magában folyamatosan ionok másrészt folyamatosan eltávolított sejteket. A legáltalánosabb formában, tekintve a molekuláris szervezet a cella nem volt köszönhető, hogy a megjelenése alapvetően új mechanizmusok, de ez volt eredményeként a mutáció és a természetes szelekció-függő nátrium csatornák középpontjában vezet a túlélés az egyének, akik az egyik oldalon a ketrecben a plazma membrán, és a membrán másrészt - a nátrium-szivattyú (ábra 13.1.). Így az előfeltétele a kialakulását és fejlődését az aszimmetrikus sejtek, amely a szerkezeti alapja minden kiválasztó szerv és ozmoreguláció.
A tselomoduktah (csatornák összekötő az egész a külső környezettel) és Nephridia édesvízi gerinctelen a vesetubulusok gerincesek, a nyálkahártya, a húgyhólyag kétéltűek, a bőr a kétéltűek, a kopoltyúk az édesvízi halak apikális sejtek plazmamembránján találhatók nátrium-csatornák és a bazolaterális membránok - nátrium- szivattyúk.
Számos bizonyíték van arra, hogy a sejtek a fent említett szervek Na. K-ATPáz koncentrálódik a bazolaterális a sejtek membránjait.